PERTUMBUHAN DAN KADAR ARTEMISININ ARTEMISIA ANNUA L. HASIL IRRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KULTUR TUNAS PUCUK

236

ISSN 0216 - 3128

Tri Muji Ermayanti, dkk.

PERTUMBUHAN DAN KADAR ARTEMISININ ARTEMISIA ANNUA L. HASIL IRRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KULTUR TUNAS PUCUK Tri Muji Ermayanti1, Erwin Al Hafiizh1, Arthur A. Lelono2, Wiguna Rahman3 dan Andri Fadillah Martin1 1

Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI Jalan Raya Bogor Km 46, Cibinong, 16911, Jawa Barat email: [email protected] 2 Pusat Penelitian Kimia-LIPI 3 Balai Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Cibodas-LIPI

ABSTRAK PERTUMBUHAN DAN KADAR ARTEMISININ ARTEMISIA ANNUA L. HASIL IRRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KULTUR TUNAS PUCUK. Artemisinin adalah senyawa utama yang dihasilkan oleh tanaman Artemisia annua sebagai bahan obat antimalaria. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan kadar artemisinin pada A. annua sehingga ekonomis. Pada beberapa tanaman, induksi mutasi dengan irradiasi sinar Gamma dapat meningkatkan kadar metabolit sekunder. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pertumbuhan dan kadar artemisinin A. annua setelah irradiasi sinar Gamma. Irradiasi dilakukan terhadap kultur tunas pucuk (in vitro) dengan dosis 5-50 Gy. Daya hidup, pertumbuhan kultur tunas, konfirmasi tingkat ploidi, aklimatisasi, pertumbuhan di lapangan dan kadar artemisinin diamati. Hasil penelitian menunjukkan bahwa LD50 untuk A. annua adalah 36,37 Gy sehingga pada dosis 40 Gy tunas hanya tumbuh pada lingkungan terkontrol di laboratorium, tumbuh terhambat di lapangan. Dengan dosis 50 Gy, tunas hanya mampu tumbuh hingga minggu ke-8 kemudian mati. Dosis irradiasi berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman di lapangan dan kadar artemisinin yang dihasilkan. Kata kunci : Artemisia annua, irradiasi sinar Gamma, kultur tunas pucuk, pertumbuhan, kadar artemisinin

ABSTRACT GROWTH AND ARTEMISININ CONTENT OF ARTEMISIA ANNUA L. AS A RESULT OF GAMMA IRRADIATION ON SHOOT CULTURE. Artemisinin is the main compound produced by Artemisia annua is used as antimalarial drug. Many research have been conducted in order to increase artemisinin content in A. annua so that it can be produced economically. In several plants, mutation can be induced by Gamma irradiation to increase their secondary metabolite production. The aim of this reserach was to investigate the growth and artemisinin content of A. annua after Gamma irradiation. Irradiation was conducted using in vitro shoot tips with 5-50 Gy. Survival rate, growth of shoot culture, ploidy level confirmation, acclimatization, growth of plants in the field and artemisinin content were recorded. The results showed that LD50 of A. annua was 37 Gy, therefore, shoots only grew in the control environment in the laboratory, their growth in the field was inhibited. Irradiation with 50 Gy, shoots only grew for 8 weeks, and died afterwards. Irradiation dose affected on growth of plants in the field as well as their artemisinin content. Keywords : Artemisia annua, Gamma irradiation, shoot culture, growth, artemisinin content

PENDAHULUAN

S

alah satu obat antimalaria yang saat ini digunakan untuk mengatasi resistensi Plasmodium falciparum penyebab penyakit malaria yang direkomendasikan WHO adalah artemisinin yang dihasilkan oleh tanaman Artemisia annua [1]. Tanaman ini mengandung kadar artemisinin yang bervariasi mulai rendah hingga cukup tinggi, berkisar antara 0,01–0,14% [2]. Secara tradisional tanaman ini telah lama dimanfaatkan untuk obat antimalaria [3]. Penelitian yang berkaitan dengan produksi artemisinin telah banyak dilakukan pada beberapa jenis Artemisia terutama A. annua mengunakan beberapa teknik termasuk bioteknologi [4]. Berbagai upaya telah dilakukan untuk meningkatkan

kandungan artemisinin pada A. annua antara lain dengan cara budidaya yang efektif [5-10] atau dengan perbaikan genetik tanaman sehingga dapat meningkatkan biomassa tanaman sekaligus meningkatkan kandungan metabolit sekundernya. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa poliploidisasi melalui perlakuan kolkisin [11,12] atau orizalin [13] dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman, sehingga produksi biomassa juga meningkat, dengan demikian total artemisinin per tanaman juga meningkat. Pada kultur akar rambut A. annua tetraploid menghasilkan kadar artemisinin lebih tinggi dibandingkan tanaman diploid, namun keberhasilan poliploidisasi dengan menggunakan kolkisin hanya 20%, sehingga perlu ditingkatkan efisiensinya [14].

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2016 Pusat Sains dan Teknologi Akselerator, BATAN – Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, UNS Surakarta, 9 Agustus 2016


ISSN 0216 - 3128

Induksi mutasi pada tanaman dapat dilakukan dengan irradiasi sinar Gamma dengan tujuan untuk meningkatkan produksitivas tanaman sekaligus meningkatkan produksi metabolit sekunder. Irradiasi sinar Gamma dapat dilakukan secara in vitro dengan menggunakan eksplan dari kultur tunas, kecambah, maupun kalus, atau dilakukan dengan menggunakan bahan tanaman ex vitro seperti biji atau kecambah. Hasil irradiasi sinar Gamma terhadap kalus Nothapodytes foetida dengan dosis 5-30 Gy dapat meningkatkan pertumbuhan kalus, dan pada dosis 20 Gy mencapai pertumbuhan maksimum dengan produksi metabolit sekunder kampotesin total (senyawa antikanker) juga tertinggi yaitu 20 kali lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan kontrol yaitu kalus tanpa irradiasi [15]. Irradiasi sinar Gamma juga meningkatkan perkecambahan dan produksi alkaloid pada Atropa belladonna [16]. Dosis penyinaran optimum sangat dipengaruhi oleh spesies tanaman dan bahan tanaman yang dipergunakan. Penelitian kultur jaringan tanaman telah berkembang pesat terutama untuk memperoleh bibit yang berkualitas. Keuntungan aplikasi teknik ini antara lain dapat menyediakan bibit terkontrol yaitu bebas penyakit, dapat diproduksi sepanjang musim dan mudah dilakukan manipulasi genetik untuk mendapatkan klon-klon unggul yang bermanfaat bagi pemuliaan tanaman. Konservasi bibit unggul juga dapat dilakukan dengan mudah pada kondisi terkontrol di laboratorium [4]. Oleh karena itu induksi mutasi tanaman dengan tujuan untuk mendapatkan klon-klon unggul salah satunya melalui irradiasi sinar Gamma juga menguntungkan apabila dilakukan secara in vitro karena mudah untuk dilakukan seleksi. Induksi mutasi dengan sinar Gamma telah dilakukan pada A. annua, namun untuk memperoleh kadar artemisinin tinggi masih diperlukan masa panen yang cukup lama yaitu 8 bulan [17] sehingga tidak ekonomis. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi, antara lain menggunakan genotipe yang berbeda agar diperoleh hasil yang lebih baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan kultur tunas pucuk A. annua setelah dilakukan irradiasi sinar Gamma, pertumbuhannya di lapangan dan kadar artemisininnya. Diharapkan dari hasil irradiasi dapat dilakukan seleksi klon-klon tanaman yang mempunyai pertumbuhan dan kadar artemisinin tinggi.

TATA KERJA Irradiasi sinar Gamma terhadap kultur tunas pucuk Tunas pucuk A. annua berumur sekitar 2 minggu pada media MS [18] tanpa zat pengatur tumbuh (ZPT) (media MS0) di petridish diirradiasi dengan sinar Gamma dengan dosis 0 (kontrol), 5,

237

10, 20, 30, 40 dan 50 Gy. Satu hari setelah irradiasi, eksplan tunas pucuk dipindahkan pada media MS tanpa ZPT. Kultur diinkubasi di ruang inkubasi di tempat terang, pada suhu 26±2 °C, selama 8 minggu. Rancangan yang digunakan pada percobaan ini adalah Rancangan Acak Lengkap dengan 1 faktor yaitu dosis radiasi dengan 7 taraf yaitu: 0, 5, 10, 20, 30, 40, dan 50 Gy. Setiap perlakuan mempunyai 6 ulangan, tiap botol berisi 5 eksplan, sehingga total sebanyak 72 satuan percobaan. Pengamatan dilakukan untuk melihat pertumbuhan tunas dan tunas yang mati untuk mendapatkan LD50.

Penumbuhan tunas pucuk pada media MS Setelah 8 minggu irradiasi dilakukan subkutur selama 3 kali dengan cara memotong tunas pucuk dengan panjang antara 1,5-2,0 cm, kemudian ditumbuhkan pada media MS baru tanpa zat pengatur tumbuh. Kultur di inkubasi di ruang inkubasi di tempat terang, pada suhu 26±2 °C. Pertumbuhan tunas dicatat setiap minggu selama 8 minggu. Pengamatan pertumbuhan meliputi tinggi tunas, jumlah daun, dan jumlah tunas majemuk. Pengamatan dilakukan setiap minggu hingga minggu ke-8 (tunas berumur 8 minggu).

Aklimatisasi lapangan

dan

penanaman

di

Sebanyak 876 planlet A. annua dengan jumlah aksesi sebanyak 58 aksesi (Tabel 1) berumur 5-6 minggu pada media MS0 diaklimatisasi. Planlet dikeluarkan dari botol kultur, kemudian akar dicuci dengan air kran hingga bersih. Selanjutnya akar dioles dengan perangsang pertumbuhan akar (Rootone) kemudian planlet ditanam pada polibag berisi media campuran kompos, tanah dan sekam. Setelah ditanami, polibag disungkup dengan plastik, kemudian diletakkan pada tempat teduh sampai daun baru mulai tumbuh. Setelah 2-3 minggu bibit ditanam di lapangan di Cibodas pada ketinggian 1300 m dpl dengan jarak tanam 50 x 100 cm. Pemupukan menggunakan Urea dengan dosis 40 kg/ha, SP36 40 kg/ha, dan KCl, 40 kg/ha. Pemupukan diberikan dua kali yaitu pada saat tanam dan satu bulan setelah tanam. Parameter pertumbuhan yang diamati adalah prosentase planlet yang hidup dihitung sebelum dipindahkan ke lapangan, laju jumlah cabang (jumlah cabang/minggu) dan laju tinggi tanaman (cm/minggu) dihitung pada saat tanaman berumur 1 dan 12 minggu setelah tanam. Laju pertumbuhan tinggi tanaman dan laju pertambahan jumlah cabang dihitung sebagai hasil dari {(nilai pengukuran akhir nilai pengukuran awal)/rentang waktu pengamatan}.


ISSN 0216 - 3128

Tabel 1. Jumlah planlet yang diaklimatisasi dari berbagai perlakuan dan jumlah aksesi No Perlakuan Jumlah aksesi Jumlah planlet 1

Kontrol

1

153

2

5 Gy

13

125

3

10 Gy

17

198

4

20 Gy

12

131

5

30 Gy

13

216

6

40 Gy

2

53

Total

58

876

Analisis kadar artemisinin Sampel untuk deteksi kadar artemisinin berupa daun dari tanaman yang berumur sekitar 4 bulan yaitu pada saat tanaman menjelang berbunga. Sampel daun kering-angin diekstrak oleh heksan, dan dipartisi dengan metanol. Ekstrak metanol yang didapatkan, kemudian di kering-vakumkan dengan menggunakan rotary evaporator dan dipartisi dengan kloroform dan acetonitril. Untuk mendapatkan kristal artemisinin, ekstrak kemudian disaring melalui arang aktif dan direkristalisasi dengan menggunakan etil acetat. Analisis artemisinin dilakukan dengan metode High Pressure Liquid Chromatography (HPLC). Penentuan kadar artemisinin dilakukan dengan menggunakan kurva kalibrasi dari standar artemisinin pada konsentrasi 125, 250, 500, and 1000 ppm. Analisis kadar artemisinin dilakukan dengan menggunakan detektor UV SPD-10A dengan panjang gelombang 214 nm. Kolom yang digunakan adalah Kolom Reverse Shisedo Capcell


Pak C18 dengan ukuran 4.6 mm i.d. x 250 mm. Acetoniril : metanol (60:40) digunakan sebagai larutan pembawa dengan laju alir 1 ml/min, dan keadaan isokratik. Suhu kolom dipertahankan dalam suhu ruang.

HASIL DAN PEMBAHASAN Daya hidup tunas pucuk setelah irradiasi sinar Gamma Setelah dilakukan irradiasi sinar Gamma dengan dosis 5-50 Gy terhadap tunas pucuk A. annua, diperoleh hasil semakin tinggi dosis irradiasi semakin banyak pula tunas yang mati akibat irradiasi (Tabel 2). Dari hasil pengamatan kemudian dihitung nilai LD50 yaitu sebesar 36,37 Gy (Gambar 1). % t u n a s Y Axis (u n its)

238

t u m b u h

S = 18.19525807 r = 0.87904253

1

33 08.

91.

67

75.

01

58.

35

41.

69

25.

03

8 .3

7

0.0

9.2

18.3

Tunas hasil irradiasi sinar Gamma 50 Gy tumbuh sangat lambat dan mati setelah minggu ke-8, oleh karena itu pertumbuhan A. annua yang diamati hanya hasil perlakuan 5, 10, 30 dan 40 Gy. Pertumbuhan tunas A. annua hasil perlakuan irradiasi sinar Gamma 5-40 Gy setelah tiga kali subkultur ditanam pada media MS tanpa penambahan zat pengatur tumbuh menunjukkan

36.7

45.8

Gambar 1. Kurva linear untuk menghitung LD50 berdasarkan data Tabel 1. LD50 = 36,37 Gy, Linear Fit: y=a+bx, Coefficient Data: a =109,64; b = -1.64

Tabel 2. Persentase tunas A. annua hidup setelah dirradiasi 5-50 Gy Dosis Persentase tunas hidup pada umur (minggu) (%) irradiasi 1 2 3 4 5 6 7 (Gy) 0 100 100 100 100 100 100 100 5 100 100 100 100 100 100 100 10 100 83,3 83,3 83,3 83,3 83,3 83,3 20 100 100 100 100 93,3 93,3 93,3 30 100 100 96,7 96,7 96,7 90 90 40 100 100 70 46,7 30 30 30 50 100 100 43,3 23,3 23,3 16,7 16,7

Pertumbuhan tunas in vitro setelah irradiasi sinar Gamma

27.5

Axis (units) Dosis Xradiasi (Gy)

8 100 100 83,3 93,3 90 30 16,7

bahwa tinggi tunas pada semua perlakuan dosis sinar Gamma tumbuh lambat hingga minggu kedua, setelah itu pertumbuhan mulai meningkat (Gambar 2A). Pola pertumbuhan tunas hasil perlakuan irradiasi serupa dengan kontrol. Dosis 5 Gy menghasilkan pertumbuhan tinggi yang sama dengan kontrol. Perlakuan 10 Gy sedikit lebih rendah dibandingkan dengan kontrol, namun dosis 20 dan 30 Gy menghasilkan pertumbuhan lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Perlakuan dosis 10 Gy setelah minggu ke-7 tidak terjadi


55.0


ISSN 0216 - 3128

pertambahan tinggi tunas. Setelah minggu ke-6 pertumbuhan mulai melambat. Dosis yang lebih tinggi yaitu 40 Gy menghambat pertumbuhan tunas. Tinggi tunas pada minggu ke-4 serupa dengan penelitian Lestari et al [17], namun hasil pada penelitian ini lebih efektif karena tunas ditumbuhkan pada media MS tanpa penambahan ZPT, sedangkan pada penelitian Lestari et al [17] menggunakan media MS dengan penambahan BA 0,3 mg/l. Jumlah daun pada semua perlakuan dan kontrol hingga minggu ke-8 masih mengalami peningkatan (Gambar 2B). Perlakuan dosis 40 Gy menyebabkan pertumbuhan daun paling lambat diawal minggu (hingga minggu ke-2), namun pertumbuhan meningkat seperti perlakuan lainnya dan pada minggu ke-8 lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan 10 Gy yang mempunyai pertumbuhan terendah. Jumlah daun tertinggi adalah tunas dengan perlakuan 20 Gy. Pertumbuhan jumlah buku serupa

239

dengan jumlah daun. Gambar 2C menunjukkan pola pertumbuhan buku yang sama dengan pertumbuhan jumlah daun (Gambar 2B). Pada semua perlakuan, jumlah tunas sampai dengan minggu ke-5 tidak mengalami penambahan (Gambar 2D). Artinya bahwa semua tunas merupakan tunas tunggal yang hanya tumbuh memanjang dengan pertambahan buku dan daun. Pada minggu ke-6 hampir perlakuan kontrol dan radiasi dengan dosis 5 Gy belum menghasilkan tunas lateral, namun perlakuan lainnya yaitu dosis 10, 20, 30 dan 40 Gy mulai membentuk tunas lateral. Pembentukan tunas lateral terus bertambah hingga minggu ke-8 dan jumlah tertinggi dihasilkan oleh tunas dengan perlakuan irradiasi 40 Gy. Penambahan ZPT sitokinin perlu dilakukan untuk dapat mempercepat pertumbuhan tunas majemuk seperti dilakukan oleh Lestari et al [17] pada jenis tanaman yang sama.

Gambar 2. Tinggi tunas (A), jumlah daun (B), jumlah buku (C) dan jumlah tunas (D) A. annua sampai dengan umur 8 minggu pada media MS hasil irradiasi sinar Gamma 0, 5, 10, 20, 30 dan 40 Gy. Hasil pengamatan pertumbuhan tinggi tunas, jumlah daun dan jumlah buku pada minggu ke-8 disajikan pada Tabel 3. Pada umur 8 minggu tunas dengan perlakuan irradasi sinar Gamma dosis rendah yaitu 5 Gy mempunyai tinggi yang hampir sama dengan kontrol, dosis 10 Gy menurunkan tingggi tanaman, namun dengan dosis 20 dan 30 Gy, tunas lebih tinggi dibandingkan kontrol dan perlakuan dosis 5, 10 dan 40 Gy rata-rata jumlah helai daun dan buku tidak berbeda antara kontrol dengan perlakuan irradiasi dengan berbagai dosis.

Tabel 4. Jumlah tunas, Artemisia annua pada umur 8 minggu pada media MS hasil irradiasi sinar Gamma 0, 5, 10, 20, 30 dan 40 Gy. Dosis sinar Gamma Jumlah tunas (Gy) Rata-rata Kisaran 0 1,1 1-2 5 1,1 1-2 10 1,4 1-5 20 1,6 1-5 30 1,2 1-4 40 2,2 1-7 Tunas lateral yang terbentuk sampai dengan


240

ISSN 0216 - 3128

minggu ke-8 berkisar antara 1-7 tunas (Tabel 4). Sampai dengan minggu ke-5 belum terjadi pembentukan tunas lateral. Tunas lateral baru dapat diamati mulai umur 6 minggu (Gambar 3). Perlakuan kontrol dan irradiasi dosis rendah (5 Gy) hanya menghasilkan sedikit tunas lateral, semakin meningkat dosis radiasi, semakin banyak tunas lateral yang terbentuk. Dosis paling tinggi yaitu 40 Gy menghasilkan kisaran jumlah tunas lateral terbanyak. Irradiasi sinar Gamma secara in vitro juga berpengaruh terhadap pertumbuhan kalus Nothapodytes foetida maupun tunas A. annua [17]. Dengan meningkatnya dosis berakibat menghambat pertumbuhan maupun bersifat letal terhadap sel-sel tanaman sehingga menyebabkan kerdil bahkan kematian. Pertumbuhan tunas dapat ditingkatkan antara lain dengan cara penambahan zat pengatur


tumbuh pada media seperti dilakukan oleh Lestari et al [17] dengan penambahan 0,3 mg/l BA (benzil adenin), selama penambahan zat pengatur tumbuh tidak menyebabkan terjadinya abnormalitas tunas maupun variasi somaklonal.

Pertumbuhan tanaman di lapangan dan kadar artemisinin Daya hidup A. annua pada tahap aklimatisasi masih rendah (Tabel 5). Planlet hasil irradiasi dosis tinggi yaitu 30 dan 40Gy mempunyai daya hidup paling rendah, artinya bahwa planlet tidak setegar kontrol maupun hasil perlakuan dosis lebih rendah (5-20Gy). Modifikasi media untuk aklimatisasi perlu dimodifikasi sehingga dapat meningkatkan daya hidup planlet pada tahap aklimatisasi.

Tabel 3. Tinggi tunas, jumlah daun, dan jumlah buku Artemisia annua pada umur 8 minggu pada media MS hasil radiasi sinar gamma 0, 5, 10, 20, 30 dan 40 Gy Dosis sinar Tinggi tunas (cm) Jumlah daun (helai) Jumlah buku Gamma (Gy) Rata-rata Kisaran Rata-rata Kisaran Rata-rata Kisaran 0 10,7 7,6-11,6 16,3 12-19 15,0 12-16 5 10,9 1,1-12,5 17,1 1-22 17,1 1-22 10 9,7 1,8-13,0 15,2 5-20 14,4 5-17 20 12,1 10,4-13,7 18,1 16-29 17,7 15-27 30 11,4 8,5-12,2 17,9 15-23 17,9 15-23 40 9,6 1,8-11,6 16,1 7-24 15,8 7-24 Tabel 5. Jumlah planlet A. annua yang mampu hidup setelah aklimatisasi Aklimatisasi Jumlah No Perlakuan Jumlah Jumlah Jumlah planlet aksesi planlet planlet mati hidup 93 60 1 Kontrol 1 153

Persentase tunas hidup (%) 39,2

2

5 Gy

13

125

82

3

10 Gy

17

198

121

77

38,9

4

20 Gy

12

131

73

58

44,3

5

30 Gy

13

216

155

61

28,2

6

40 Gy

2

53

43

10

18,9

Total

58

876

567

309

35,3

Pertumbuhan A. annua di lapangan yang diamati dari laju jumlah cabang menunjukkan bahwa perlakuan irradiasi sinar Gamma dosis 5-30 Gy tidak berbeda dengan kontrol, namun tinggi tanaman dengan perlakuan 10 Gy memiliki laju tinggi tanaman lebih besar berbeda nyata dengan kontrol maupun perlakuan dosis lainnya (Tabel 6). Laju pertumbuhan tinggi menyebabkan tanaman mulai mengalami pembungaan yaitu setelah 12 minggu, oleh sebab itu pada umur 12 minggu tanaman siap dipanen untuk dilakukan analisis kadar artemisinin. Masa panen ini lebih pendek dibandingkan dengan tanaman A. annua hasil penelitian Lestari et al [17] yaitu 8 bulan. Hasil

43

34,4

panen pada tanaman yang lebih muda (6 bulan) belum menghasilkan kadar artemisinin yang tinggi. Hasil analisis kadar artemisinin menunjukkan bahwa dosis irradiasi sinar Gamma pada 5 dan 20 Gy lebih tinggi dibandingkan kontrol maupun 10 atau 30 Gy. Kisaran kadar artemisinin pada tanaman hasil irradiasi 5 dan 20 Gy juga tinggi hingga 0,59% (Tabel 6). Hal ini menunjukkan bahwa irradiasi sinar Gamma berpengaruh terhadap genotipe tanaman. Masing-masing genotipe (individu) tanaman mempunyai kemampuan merespon yang berbeda terhadap irradiasi. Penelitian Raymond et al [20] juga menunjukkan bahwa genotipe A. annua yang berbeda mempunyai



ISSN 0216 - 3128

241

kadar artemisinin berbeda pula. sebelumnya oleh Lestari et al [17] yaitu 0,52% pada Kadar artemisinin tertinggi dari hasil penelitian tanaman berumur 8 bulan. Pada umur 6 bulan, kadar ini adalah 0,59% (Tabel 6) pada saat tanaman artemisinin hanya mencapai 0,22% [17]. Dengan berumur 3 bulan (12 minggu). Umur panen tanaman demikian genotipe tanaman hasil penelitian kami hasil radiasi sama dengan tanaman tanpa irradiasi mempunyai kelebihan dalam hal umur panen yang sinar Gamma hasil penelitian sebelumnya oleh lebih pendek dibandingkan dengan hasil penelitian Rahman dan Widyatmoko [19]. Kadar artemisinin Lestari et al [17]. ini lebih tinggi dibandingkan dengan hasil penelitian Tabel 6. Laju jumlah cabang, laju tinggi tanaman dan kadar artemisinin Artemisia annua hasil irradiasi sinar Gamma Dosis sinar Laju jumlah cabang Laju tinggi tanaman Kadar artemisinin (% Gamma (jumlah cabang/minggu) (cm/minggu) BK) (Gy) Rata-rata Kisaran Rata-rata Kisaran Rata-rata Kisaran 0 3,11 2,42-3,83 7,73 6,33-8,58 0,11 0,01-0,31 5 3,46 2,50-4,25 7,60 4,81-13,45 0,24 0,03-0,59 10 3,47 2,67-4,25 12,97 10,67-14,67 0,10 0,02-0,25 20 2,66 0,58-3,58 6,60 0,58-14,96 0,22 0,02-0,58 30 3,10 2,42-4,58 8,45 4,50-11,33 0,13 0,04-0,49 40 -* -* -* -* -* -* Keterangan : *tidak dilakukan pengamatan karena tanaman perlakuan 40 Gy berbunga lebih awal yaitu pada minggu ke-8 sedangkan data lainnya diambil pada minggu ke-12 ketika tanaman menjelang berbunga

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perlunya diadakan seleksi terhadap individu (genotipe) tanaman yang mempunyai pertumbuhan baik dan mengandung kadar artemisinin tinggi. Beberapa generasi genotipe yang terpilih perlu ditanam di lapangan untuk mengetahui stabilitas pertumbuhan dan kadar artemisinnya. Hasil penelitian Lestari et al [8] menunjukkan bahwa beberapa genotipe yang berbeda ketika ditanam pada ketinggian berbeda mempunyai biomassa dan kadar artemisinin yang berbeda.

DAFTAR PUSTAKA 1.

2.

3.

KESIMPULAN Irradiasi sinar Gamma mempengaruhi pertumbuhan tunas A. annua secara in vitro maupun tanaman yang ditumbuhkan di lapangan setelah aklimatisasi. Kisaran laju pertumbuhan dan kadar artemisinin yang luas menunjukkan bahwa irradiasi sinar Gamma memberikan respon yang bervariasi terhadap individu tanaman. Dengan dosis yang tepat yaitu 5 dan 20 Gy, irradiasi sinar Gamma tidak mempengaruhi pertumbuhan tanaman namun meningkatkan kadar artemisinin. Dosis 10 Gy meningkatkan pertumbuhan tanaman namun menurunkan kadar artemisinin.

4.

5.

UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih ditujukan kepada Evan Maulana, Regina Ratna Wulan, Latif, Mulyadi Setiawan atas bantuannya di laboratorium dan di lapangan, juga kepada PT Kimia Farma Bandung atas penyediaan bahan tanaman. Kegiatan ini didanai oleh program Riset Unggulan LIPI bidang Ketahanan Pangan dan Obat tahun anggaran 20142015.

6.

WHO. Effectiveness of Non-Pharmaceutical Forms of Artemisia annua L. against malaria. WHO Position Statement. June 2012. Global Malaria Program. Hal : 1-4, 2012. Liu C., Zhao Y., Wang Y. Artemisinin: current state and perspectives for biotechnological production of an antimalarial drug. Applied Microbiology Biotechnology, 72: 11-20, 2006. Garcia L.C. A Review of Artemisia annua L.: Its Genetics, Biochemical Characteristics, and Anti-Malarial Efficacy. International Journal of Science and Technology. (5) 2, February 2015. 38-46, 2015. Grech-Baran M. dan Pietrosiuk, A. Artemisia species in vitro cultures for production of biologically active secondary metabolites, Journal of Biotechnology, Computational Biology and Bionanotechnology. 93(4) : 371380. 2012. Kumar S., Gupta S.K, Singh P., Bajpai P., Gupta M.M., Singh D., Gupta A.K., Ram G., Shasany A.K., Dan Sharma S. High Yields of artemisinin by multi-harvest of Artemisia annua crops. Industrial Crops and Products 19: 77–90. 2004 Kapoor R., Chaudhary V. dan Bhatnagar A.K. Effects of arbuscular mycorrhiza and phosphorus application on artemisinin concentration in Artemisia annua L. Mycorrhiza 17:581–587, 2007.


242

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

ISSN 0216 - 3128

Chaudhary V., Kapoor R., Dan Bhatnagar A.K. Effectiveness of two arbuscular mycorrhizal fungi on concentrations of essential oil and artemisinin in three accessions of Artemisia annua L. Applied Soil Ecology 40: 174–181, 2008. Lestari, E.G., Syukur M., Purnamaningsih R., Yunita R., Firdaus R. Evaluation and selectionoo of mutated artemisia (Artemisia annua L.) according to the altitude variants. Hayati 18 (1): 16-20, 2011. Lie, C., Ma D., Pu G., Qiu X.F., Du Z., Wang H.,. Li G.F., Ye H., dan Liu B. Foliar Application of Chitosan Activates Artemisinin Biosynthesis in Artemisia annua L. Industrial Crops and Products 33: 176–182, 2011. Rahman,W., Widyatmoko D., Dan Lelono A.A. The Effects of NPK fertilizer, Manure and Vesicular Arbuscular Mycorrhiza (VAM) on the Growth, Biomass and Artemisinin Content of Artemisia annua L. Jurnal Biologi Indonesia 10(2): 285-296, 2014. Hafiizh E.A., Ermayanti T.M., Dan Rantau D.E. Induksi tanaman poliploid dari kecambah in vitroArtemisia annua L. dengan perlakuan kolkisin. Prosiding Seminar Nasional Kimia Terapan Indonesia. Solo, 23 Mei 2013.5:117123. 2013. Hafiizh E.A., Ermayanti T.M., Dan Rantau D.E. Tingkat ploidi Artemisia annua hasil perlakuan kolkisin secara in vitro berdasarkan metode ‘squashing’ dan flowsitometri. Prosiding Seminar Nasional Biodiversitas V. Surabaya, 6 September 2014. Hal: 330-339, 2014. Ermayanti T.M., Hafiizh E.A., Martin A.F dan Rantau D. Induksi tanaman poliploid Artemisia annua L. secara in vitro dengan perlakuan konsentrasi dan lama perendaman orizalin. Prosiding Seminar Nasional XVII Kimia dalam Pembangunan. Yogyakarta, 19 Juni 2014. Hal : 1-8, 2014. Gonzalez L.D.E.J. dan.Weathers P.J. Tetraploid Artemisia annua Hairy roots produce more artemisinin than diploids. Plant Cell Report 21:809–813, 2003. Fulzele D.P., Satdive R., Kamble S., Singh S. Dan Singh S. Improvement of anticancer drug camptothecin production by gamma irradiation on callus cultures of Nothapodytes foetida. International Journal of

16.

17.

18.

19.

20.


Pharmaceutical Research & Apllied Sciences. 4 (1) : 19-27, 2015. Abdel-Hady M.S., Okasha E.M. Soliman S.S.A Dan Talaat M. Effect of gamma radiation and gibberellic acid on germination and alkaloid production in Atropa belladonna L. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2(3): 401-405, 2008 Lestari E.G., Purnamaningsih R., Syukur M, dan Yunita R. Keragaman Somaklonal untuk Perbaikan Tanaman Artemisia (Artemisia annua L.) melalui Kultur In Vitro. Jurnal AgroBiogen 6(1):26-32, 2010 Murashige T. dan Skoog F., A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture, Physiologia Plantarum 15:473497. 1962 Rahman W., Widyatmoko D. Pertumbuhan dan alokasi biomassa pada tanaman Artemisia annua L. Jurnal Biologi Indonesia, 11(1) : 8795, 2015. Raymond M., Miriam K., Oliver K., Edwin M., Dan Stephen K. Enhancement of Artemisinin in Artemisia annua L. through Induced Mutation. Open Access Library Journal 2: e2189. 2015.

TANYA JAWAB Muzakky  Apa arti LD 50 pada penelitian tadi?  Mengapa pada dosis 40 Gy tunas kelihatan lebih tinggi (rerata) Tri Muji Ermayanti  50 % tanaman mengalami kematian.  Pada media MS di laboratorium tunas makin banyak karena dominasi apikal terhambat, namun di lapangan tidak mampu tumbuh. Sri Sukmajaya  Mengapa yang hidup di tanam justru pada dosis 20 Gy, dengan catatan tumbuh tinggi tetapi artomisin turun?  Hipotesanya apa? Tri Muji Ermayanti  Pada dosis 20 Gy, kadar artemisinin tidak turun bahkan naik, lebih tinggi dibandingkan tanpa radiasi.


PERTUMBUHAN DAN KADAR ARTEMISININ ARTEMISIA ANNUA L. HASIL IRRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KULTUR TUNAS PUCUK

Recommend Documents